Comparison of shear fracture surfaces of drop weight and charpy test samples in thermomechanical steel

Authors

Abstract

Any crack existence in the high-pressure gas transmission pipelines is potentially dangerous and can cause pipe explosion. Thus, the safety and structural resistance against crack growth is very important in pipeline design. In the present study, the Charpy impact test and drop weight tear test on standard test samples are conducted to evaluate the dynamic behavior of API X70 pipeline steel. The results showed that the shear fracture area (as the most important characteristic of steel strength under dynamic loading) was approximately 95% in drop weight tear test. The Charpy test specimen with average energy of 256 joules had 100% shear fracture surface. Fractography of the fracture surfaces of the test samples showed that dimple ductile fracture was the dominant fracture mode in the tested material. 

Keywords


[1] Verlinden, B., "Thermo-mechanical Processing of Metallic Materials", 1st Edition, Elsevier Ltd, (2007).
 
[2] Cosham, A., "Don’t Drop the Drop-weight Tear Test", Journal of Pipeline Engineering, Vol. 9, No 2, pp. 69-84, (2010).
 
[3] ANSI/API Specification 5L, "Specification for Line Pipe", 44th. Edition, ISO 3183, (2007).
 
[4] سالاری پور، حجت، "تحلیل نتایج تجربی تست ضربه سقوطی فولاد API X70"، پایان نامه کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، (1390).
 
[5] رخش خورشید، مسعود، و هاشمی، سید حجت، "بررسی اثر سرعت سرد کردن بر رفتار استحاله تبرید پیوسته در فولاد خط لوله API X65‌"، مجله مهندسی مکانیک مدرس، دوره 13، شماره 8، (1392).
 
[6] هاشمی، سید حجت، صدقی، ثارا... و سلیمانی، وحید، "مقایسه مقادیر آزمایشگاهی و المان محدود زاویه گشودگی نوک ترک در فولاد API X70‌"، نوزدهمین همایش سالانه مهندسی مکانیک ایران، (1390).
 
[7] سلیمانی، وحید، "شبیه سازی کامپیوتری تست کشش نمونه شیار دار فولادی API X70 با مدل گرسون"، دانشگاه بیرجند، پایان نامه کارشناسی ارشد، (1390).
 
[8] ASTM E23, "Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials", American Society for Testing and Materials, Pennsylvania, USA, (2003).
 
[9] API RP5L3, "Recommended Practice for Conducting Drop Weight Tear Tests on Line Pipe", 3rd Edition, American Petroleum Institute, Washington, USA, (1996).
 
[10] Wiesner, C. S., "Predicting Structural Crack Arrest Behavior using Small-scale Material Characterization Tests", International Journal of Pressure Vessels and Piping, Vol. 69., pp. 185-196, (1996).
 
[11] Hwang, B., "Analysis of Abnormal Fracture Occurring during Drop-weight Tear Test of High-toughness Line-pipe Steel", Materials Science and Engineering A, Vol. 368, pp. 18–27, (2004).